sys/kern/kern_clock.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1991, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   5  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   6  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
   7  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
   8  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  *      @(#)kern_clock.c        8.5 (Berkeley) 1/21/94
  35  */
  36
  37 #include <sys/cdefs.h>
  38 __FBSDID("$FreeBSD$");
  39
  40 #include "opt_kdb.h"
  41 #include "opt_device_polling.h"
  42 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  43 #include "opt_ntp.h"
  44 #include "opt_watchdog.h"
  45
  46 #include <sys/param.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/callout.h>
  49 #include <sys/kdb.h>
  50 #include <sys/kernel.h>
  51 #include <sys/kthread.h>
  52 #include <sys/ktr.h>
  53 #include <sys/lock.h>
  54 #include <sys/mutex.h>
  55 #include <sys/proc.h>
  56 #include <sys/resource.h>
  57 #include <sys/resourcevar.h>
  58 #include <sys/sched.h>
  59 #include <sys/sdt.h>
  60 #include <sys/signalvar.h>
  61 #include <sys/sleepqueue.h>
  62 #include <sys/smp.h>
  63 #include <vm/vm.h>
  64 #include <vm/pmap.h>
  65 #include <vm/vm_map.h>
  66 #include <sys/sysctl.h>
  67 #include <sys/bus.h>
  68 #include <sys/interrupt.h>
  69 #include <sys/limits.h>
  70 #include <sys/timetc.h>
  71
  72 #ifdef GPROF
  73 #include <sys/gmon.h>
  74 #endif
  75
  76 #ifdef HWPMC_HOOKS
  77 #include <sys/pmckern.h>
  78 PMC_SOFT_DEFINE( , , clock, hard);
  79 PMC_SOFT_DEFINE( , , clock, stat);
  80 PMC_SOFT_DEFINE_EX( , , clock, prof, \
  81     cpu_startprofclock, cpu_stopprofclock);
  82 #endif
  83
  84 #ifdef DEVICE_POLLING
  85 extern void hardclock_device_poll(void);
  86 #endif /* DEVICE_POLLING */
  87
  88 static void initclocks(void *dummy);
  89 SYSINIT(clocks, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_FIRST, initclocks, NULL);
  90
  91 /* Spin-lock protecting profiling statistics. */
  92 static struct mtx time_lock;
  93
  94 SDT_PROVIDER_DECLARE(sched);
  95 SDT_PROBE_DEFINE2(sched, , , tick, "struct thread *", "struct proc *");
  96
  97 static int
  98 sysctl_kern_cp_time(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
  99 {
 100         int error;
 101         long cp_time[CPUSTATES];
 102 #ifdef SCTL_MASK32
 103         int i;
 104         unsigned int cp_time32[CPUSTATES];
 105 #endif
 106
 107         read_cpu_time(cp_time);
 108 #ifdef SCTL_MASK32
 109         if (req->flags & SCTL_MASK32) {
 110                 if (!req->oldptr)
 111                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time32));
 112                 for (i = 0; i < CPUSTATES; i++)
 113                         cp_time32[i] = (unsigned int)cp_time[i];
 114                 error = SYSCTL_OUT(req, cp_time32, sizeof(cp_time32));
 115         } else
 116 #endif
 117         {
 118                 if (!req->oldptr)
 119                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time));
 120                 error = SYSCTL_OUT(req, cp_time, sizeof(cp_time));
 121         }
 122         return error;
 123 }
 124
 125 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, cp_time, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 126     0,0, sysctl_kern_cp_time, "LU", "CPU time statistics");
 127
 128 static long empty[CPUSTATES];
 129
 130 static int
 131 sysctl_kern_cp_times(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 132 {
 133         struct pcpu *pcpu;
 134         int error;
 135         int c;
 136         long *cp_time;
 137 #ifdef SCTL_MASK32
 138         unsigned int cp_time32[CPUSTATES];
 139         int i;
 140 #endif
 141
 142         if (!req->oldptr) {
 143 #ifdef SCTL_MASK32
 144                 if (req->flags & SCTL_MASK32)
 145                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(cp_time32) * (mp_maxid + 1));
 146                 else
 147 #endif
 148                         return SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(long) * CPUSTATES * (mp_maxid + 1));
 149         }
 150         for (error = 0, c = 0; error == 0 && c <= mp_maxid; c++) {
 151                 if (!CPU_ABSENT(c)) {
 152                         pcpu = pcpu_find(c);
 153                         cp_time = pcpu->pc_cp_time;
 154                 } else {
 155                         cp_time = empty;
 156                 }
 157 #ifdef SCTL_MASK32
 158                 if (req->flags & SCTL_MASK32) {
 159                         for (i = 0; i < CPUSTATES; i++)
 160                                 cp_time32[i] = (unsigned int)cp_time[i];
 161                         error = SYSCTL_OUT(req, cp_time32, sizeof(cp_time32));
 162                 } else
 163 #endif
 164                         error = SYSCTL_OUT(req, cp_time, sizeof(long) * CPUSTATES);
 165         }
 166         return error;
 167 }
 168
 169 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, cp_times, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 170     0,0, sysctl_kern_cp_times, "LU", "per-CPU time statistics");
 171
 172 #ifdef DEADLKRES
 173 static const char *blessed[] = {
 174         "getblk",
 175         "so_snd_sx",
 176         "so_rcv_sx",
 177         NULL
 178 };
 179 static int slptime_threshold = 1800;
 180 static int blktime_threshold = 900;
 181 static int sleepfreq = 3;
 182
 183 static void
 184 deadlkres(void)
 185 {
 186         struct proc *p;
 187         struct thread *td;
 188         void *wchan;
 189         int blkticks, i, slpticks, slptype, tryl, tticks;
 190
 191         tryl = 0;
 192         for (;;) {
 193                 blkticks = blktime_threshold * hz;
 194                 slpticks = slptime_threshold * hz;
 195
 196                 /*
 197                  * Avoid to sleep on the sx_lock in order to avoid a possible
 198                  * priority inversion problem leading to starvation.
 199                  * If the lock can't be held after 100 tries, panic.
 200                  */
 201                 if (!sx_try_slock(&allproc_lock)) {
 202                         if (tryl > 100)
 203                 panic("%s: possible deadlock detected on allproc_lock\n",
 204                                     __func__);
 205                         tryl++;
 206                         pause("allproc", sleepfreq * hz);
 207                         continue;
 208                 }
 209                 tryl = 0;
 210                 FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 211                         PROC_LOCK(p);
 212                         if (p->p_state == PRS_NEW) {
 213                                 PROC_UNLOCK(p);
 214                                 continue;
 215                         }
 216                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
 217
 218                                 thread_lock(td);
 219                                 if (TD_ON_LOCK(td)) {
 220
 221                                         /*
 222                                          * The thread should be blocked on a
 223                                          * turnstile, simply check if the
 224                                          * turnstile channel is in good state.
 225                                          */
 226                                         MPASS(td->td_blocked != NULL);
 227
 228                                         tticks = ticks - td->td_blktick;
 229                                         thread_unlock(td);
 230                                         if (tticks > blkticks) {
 231
 232                                                 /*
 233                                                  * Accordingly with provided
 234                                                  * thresholds, this thread is
 235                                                  * stuck for too long on a
 236                                                  * turnstile.
 237                                                  */
 238                                                 PROC_UNLOCK(p);
 239                                                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 240         panic("%s: possible deadlock detected for %p, blocked for %d ticks\n",
 241                                                     __func__, td, tticks);
 242                                         }
 243                                 } else if (TD_IS_SLEEPING(td) &&
 244                                     TD_ON_SLEEPQ(td)) {
 245
 246                                         /*
 247                                          * Check if the thread is sleeping on a
 248                                          * lock, otherwise skip the check.
 249                                          * Drop the thread lock in order to
 250                                          * avoid a LOR with the sleepqueue
 251                                          * spinlock.
 252                                          */
 253                                         wchan = td->td_wchan;
 254                                         tticks = ticks - td->td_slptick;
 255                                         thread_unlock(td);
 256                                         slptype = sleepq_type(wchan);
 257                                         if ((slptype == SLEEPQ_SX ||
 258                                             slptype == SLEEPQ_LK) &&
 259                                             tticks > slpticks) {
 260
 261                                                 /*
 262                                                  * Accordingly with provided
 263                                                  * thresholds, this thread is
 264                                                  * stuck for too long on a
 265                                                  * sleepqueue.
 266                                                  * However, being on a
 267                                                  * sleepqueue, we might still
 268                                                  * check for the blessed
 269                                                  * list.
 270                                                  */
 271                                                 tryl = 0;
 272                                                 for (i = 0; blessed[i] != NULL;
 273                                                     i++) {
 274                                                         if (!strcmp(blessed[i],
 275                                                             td->td_wmesg)) {
 276                                                                 tryl = 1;
 277                                                                 break;
 278                                                         }
 279                                                 }
 280                                                 if (tryl != 0) {
 281                                                         tryl = 0;
 282                                                         continue;
 283                                                 }
 284                                                 PROC_UNLOCK(p);
 285                                                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 286         panic("%s: possible deadlock detected for %p, blocked for %d ticks\n",
 287                                                     __func__, td, tticks);
 288                                         }
 289                                 } else
 290                                         thread_unlock(td);
 291                         }
 292                         PROC_UNLOCK(p);
 293                 }
 294                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 295
 296                 /* Sleep for sleepfreq seconds. */
 297                 pause("-", sleepfreq * hz);
 298         }
 299 }
 300
 301 static struct kthread_desc deadlkres_kd = {
 302         "deadlkres",
 303         deadlkres,
 304         (struct thread **)NULL
 305 };
 306
 307 SYSINIT(deadlkres, SI_SUB_CLOCKS, SI_ORDER_ANY, kthread_start, &deadlkres_kd);
 308
 309 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, deadlkres, CTLFLAG_RW, 0,
 310     "Deadlock resolver");
 311 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, slptime_threshold, CTLFLAG_RW,
 312     &slptime_threshold, 0,
 313     "Number of seconds within is valid to sleep on a sleepqueue");
 314 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, blktime_threshold, CTLFLAG_RW,
 315     &blktime_threshold, 0,
 316     "Number of seconds within is valid to block on a turnstile");
 317 SYSCTL_INT(_debug_deadlkres, OID_AUTO, sleepfreq, CTLFLAG_RW, &sleepfreq, 0,
 318     "Number of seconds between any deadlock resolver thread run");
 319 #endif  /* DEADLKRES */
 320
 321 void
 322 read_cpu_time(long *cp_time)
 323 {
 324         struct pcpu *pc;
 325         int i, j;
 326
 327         /* Sum up global cp_time[]. */
 328         bzero(cp_time, sizeof(long) * CPUSTATES);
 329         CPU_FOREACH(i) {
 330                 pc = pcpu_find(i);
 331                 for (j = 0; j < CPUSTATES; j++)
 332                         cp_time[j] += pc->pc_cp_time[j];
 333         }
 334 }
 335
 336 #include <sys/watchdog.h>
 337
 338 static int watchdog_ticks;
 339 static int watchdog_enabled;
 340 static void watchdog_fire(void);
 341 static void watchdog_config(void *, u_int, int *);
 342
 343 static void
 344 watchdog_attach(void)
 345 {
 346         EVENTHANDLER_REGISTER(watchdog_list, watchdog_config, NULL, 0);
 347 }
 348
 349 /*
 350  * Clock handling routines.
 351  *
 352  * This code is written to operate with two timers that run independently of
 353  * each other.
 354  *
 355  * The main timer, running hz times per second, is used to trigger interval
 356  * timers, timeouts and rescheduling as needed.
 357  *
 358  * The second timer handles kernel and user profiling,
 359  * and does resource use estimation.  If the second timer is programmable,
 360  * it is randomized to avoid aliasing between the two clocks.  For example,
 361  * the randomization prevents an adversary from always giving up the cpu
 362  * just before its quantum expires.  Otherwise, it would never accumulate
 363  * cpu ticks.  The mean frequency of the second timer is stathz.
 364  *
 365  * If no second timer exists, stathz will be zero; in this case we drive
 366  * profiling and statistics off the main clock.  This WILL NOT be accurate;
 367  * do not do it unless absolutely necessary.
 368  *
 369  * The statistics clock may (or may not) be run at a higher rate while
 370  * profiling.  This profile clock runs at profhz.  We require that profhz
 371  * be an integral multiple of stathz.
 372  *
 373  * If the statistics clock is running fast, it must be divided by the ratio
 374  * profhz/stathz for statistics.  (For profiling, every tick counts.)
 375  *
 376  * Time-of-day is maintained using a "timecounter", which may or may
 377  * not be related to the hardware generating the above mentioned
 378  * interrupts.
 379  */
 380
 381 int     stathz;
 382 int     profhz;
 383 int     profprocs;
 384 volatile int    ticks;
 385 int     psratio;
 386
 387 static DPCPU_DEFINE(int, pcputicks);    /* Per-CPU version of ticks. */
 388 #ifdef DEVICE_POLLING
 389 static int devpoll_run = 0;
 390 #endif
 391
 392 /*
 393  * Initialize clock frequencies and start both clocks running.
 394  */
 395 /* ARGSUSED*/
 396 static void
 397 initclocks(void *dummy)
 398 {
 399         int i;
 400
 401         /*
 402          * Set divisors to 1 (normal case) and let the machine-specific
 403          * code do its bit.
 404          */
 405         mtx_init(&time_lock, "time lock", NULL, MTX_DEF);
 406         cpu_initclocks();
 407
 408         /*
 409          * Compute profhz/stathz, and fix profhz if needed.
 410          */
 411         i = stathz ? stathz : hz;
 412         if (profhz == 0)
 413                 profhz = i;
 414         psratio = profhz / i;
 415
 416 #ifdef SW_WATCHDOG
 417         /* Enable hardclock watchdog now, even if a hardware watchdog exists. */
 418         watchdog_attach();
 419 #else
 420         /* Volunteer to run a software watchdog. */
 421         if (wdog_software_attach == NULL)
 422                 wdog_software_attach = watchdog_attach;
 423 #endif
 424 }
 425
 426 /*
 427  * Each time the real-time timer fires, this function is called on all CPUs.
 428  * Note that hardclock() calls hardclock_cpu() for the boot CPU, so only
 429  * the other CPUs in the system need to call this function.
 430  */
 431 void
 432 hardclock_cpu(int usermode)
 433 {
 434         struct pstats *pstats;
 435         struct thread *td = curthread;
 436         struct proc *p = td->td_proc;
 437         int flags;
 438
 439         /*
 440          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 441          */
 442         pstats = p->p_stats;
 443         flags = 0;
 444         if (usermode &&
 445             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 446                 PROC_ITIMLOCK(p);
 447                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL], tick) == 0)
 448                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 449                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 450         }
 451         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 452                 PROC_ITIMLOCK(p);
 453                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF], tick) == 0)
 454                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 455                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 456         }
 457         thread_lock(td);
 458         td->td_flags |= flags;
 459         thread_unlock(td);
 460
 461 #ifdef HWPMC_HOOKS
 462         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 463                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 464         if (td->td_intr_frame != NULL)
 465                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 466 #endif
 467         callout_process(sbinuptime());
 468 }
 469
 470 /*
 471  * The real-time timer, interrupting hz times per second.
 472  */
 473 void
 474 hardclock(int usermode, uintfptr_t pc)
 475 {
 476
 477         atomic_add_int(&ticks, 1);
 478         hardclock_cpu(usermode);
 479         tc_ticktock(1);
 480         cpu_tick_calibration();
 481         /*
 482          * If no separate statistics clock is available, run it from here.
 483          *
 484          * XXX: this only works for UP
 485          */
 486         if (stathz == 0) {
 487                 profclock(usermode, pc);
 488                 statclock(usermode);
 489         }
 490 #ifdef DEVICE_POLLING
 491         hardclock_device_poll();        /* this is very short and quick */
 492 #endif /* DEVICE_POLLING */
 493         if (watchdog_enabled > 0 && --watchdog_ticks <= 0)
 494                 watchdog_fire();
 495 }
 496
 497 void
 498 hardclock_cnt(int cnt, int usermode)
 499 {
 500         struct pstats *pstats;
 501         struct thread *td = curthread;
 502         struct proc *p = td->td_proc;
 503         int *t = DPCPU_PTR(pcputicks);
 504         int flags, global, newticks;
 505         int i;
 506
 507         /*
 508          * Update per-CPU and possibly global ticks values.
 509          */
 510         *t += cnt;
 511         do {
 512                 global = ticks;
 513                 newticks = *t - global;
 514                 if (newticks <= 0) {
 515                         if (newticks < -1)
 516                                 *t = global - 1;
 517                         newticks = 0;
 518                         break;
 519                 }
 520         } while (!atomic_cmpset_int(&ticks, global, *t));
 521
 522         /*
 523          * Run current process's virtual and profile time, as needed.
 524          */
 525         pstats = p->p_stats;
 526         flags = 0;
 527         if (usermode &&
 528             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value)) {
 529                 PROC_ITIMLOCK(p);
 530                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL],
 531                     tick * cnt) == 0)
 532                         flags |= TDF_ALRMPEND | TDF_ASTPENDING;
 533                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 534         }
 535         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value)) {
 536                 PROC_ITIMLOCK(p);
 537                 if (itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF],
 538                     tick * cnt) == 0)
 539                         flags |= TDF_PROFPEND | TDF_ASTPENDING;
 540                 PROC_ITIMUNLOCK(p);
 541         }
 542         if (flags != 0) {
 543                 thread_lock(td);
 544                 td->td_flags |= flags;
 545                 thread_unlock(td);
 546         }
 547
 548 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 549         if (PMC_CPU_HAS_SAMPLES(PCPU_GET(cpuid)))
 550                 PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(curthread, PMC_FN_DO_SAMPLES, NULL);
 551         if (td->td_intr_frame != NULL)
 552                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, hard, td->td_intr_frame);
 553 #endif
 554         /* We are in charge to handle this tick duty. */
 555         if (newticks > 0) {
 556                 tc_ticktock(newticks);
 557 #ifdef DEVICE_POLLING
 558                 /* Dangerous and no need to call these things concurrently. */
 559                 if (atomic_cmpset_acq_int(&devpoll_run, 0, 1)) {
 560                         /* This is very short and quick. */
 561                         hardclock_device_poll();
 562                         atomic_store_rel_int(&devpoll_run, 0);
 563                 }
 564 #endif /* DEVICE_POLLING */
 565                 if (watchdog_enabled > 0) {
 566                         i = atomic_fetchadd_int(&watchdog_ticks, -newticks);
 567                         if (i > 0 && i <= newticks)
 568                                 watchdog_fire();
 569                 }
 570         }
 571         if (curcpu == CPU_FIRST())
 572                 cpu_tick_calibration();
 573 }
 574
 575 void
 576 hardclock_sync(int cpu)
 577 {
 578         int     *t = DPCPU_ID_PTR(cpu, pcputicks);
 579
 580         *t = ticks;
 581 }
 582
 583 /*
 584  * Compute number of ticks in the specified amount of time.
 585  */
 586 int
 587 tvtohz(struct timeval *tv)
 588 {
 589         unsigned long ticks;
 590         long sec, usec;
 591
 592         /*
 593          * If the number of usecs in the whole seconds part of the time
 594          * difference fits in a long, then the total number of usecs will
 595          * fit in an unsigned long.  Compute the total and convert it to
 596          * ticks, rounding up and adding 1 to allow for the current tick
 597          * to expire.  Rounding also depends on unsigned long arithmetic
 598          * to avoid overflow.
 599          *
 600          * Otherwise, if the number of ticks in the whole seconds part of
 601          * the time difference fits in a long, then convert the parts to
 602          * ticks separately and add, using similar rounding methods and
 603          * overflow avoidance.  This method would work in the previous
 604          * case but it is slightly slower and assumes that hz is integral.
 605          *
 606          * Otherwise, round the time difference down to the maximum
 607          * representable value.
 608          *
 609          * If ints have 32 bits, then the maximum value for any timeout in
 610          * 10ms ticks is 248 days.
 611          */
 612         sec = tv->tv_sec;
 613         usec = tv->tv_usec;
 614         if (usec < 0) {
 615                 sec--;
 616                 usec += 1000000;
 617         }
 618         if (sec < 0) {
 619 #ifdef DIAGNOSTIC
 620                 if (usec > 0) {
 621                         sec++;
 622                         usec -= 1000000;
 623                 }
 624                 printf("tvotohz: negative time difference %ld sec %ld usec\n",
 625                        sec, usec);
 626 #endif
 627                 ticks = 1;
 628         } else if (sec <= LONG_MAX / 1000000)
 629                 ticks = howmany(sec * 1000000 + (unsigned long)usec, tick) + 1;
 630         else if (sec <= LONG_MAX / hz)
 631                 ticks = sec * hz
 632                         + howmany((unsigned long)usec, tick) + 1;
 633         else
 634                 ticks = LONG_MAX;
 635         if (ticks > INT_MAX)
 636                 ticks = INT_MAX;
 637         return ((int)ticks);
 638 }
 639
 640 /*
 641  * Start profiling on a process.
 642  *
 643  * Kernel profiling passes proc0 which never exits and hence
 644  * keeps the profile clock running constantly.
 645  */
 646 void
 647 startprofclock(struct proc *p)
 648 {
 649
 650         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 651         if (p->p_flag & P_STOPPROF)
 652                 return;
 653         if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0) {
 654                 p->p_flag |= P_PROFIL;
 655                 mtx_lock(&time_lock);
 656                 if (++profprocs == 1)
 657                         cpu_startprofclock();
 658                 mtx_unlock(&time_lock);
 659         }
 660 }
 661
 662 /*
 663  * Stop profiling on a process.
 664  */
 665 void
 666 stopprofclock(struct proc *p)
 667 {
 668
 669         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 670         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 671                 if (p->p_profthreads != 0) {
 672                         while (p->p_profthreads != 0) {
 673                                 p->p_flag |= P_STOPPROF;
 674                                 msleep(&p->p_profthreads, &p->p_mtx, PPAUSE,
 675                                     "stopprof", 0);
 676                         }
 677                 }
 678                 if ((p->p_flag & P_PROFIL) == 0)
 679                         return;
 680                 p->p_flag &= ~P_PROFIL;
 681                 mtx_lock(&time_lock);
 682                 if (--profprocs == 0)
 683                         cpu_stopprofclock();
 684                 mtx_unlock(&time_lock);
 685         }
 686 }
 687
 688 /*
 689  * Statistics clock.  Updates rusage information and calls the scheduler
 690  * to adjust priorities of the active thread.
 691  *
 692  * This should be called by all active processors.
 693  */
 694 void
 695 statclock(int usermode)
 696 {
 697
 698         statclock_cnt(1, usermode);
 699 }
 700
 701 void
 702 statclock_cnt(int cnt, int usermode)
 703 {
 704         struct rusage *ru;
 705         struct vmspace *vm;
 706         struct thread *td;
 707         struct proc *p;
 708         long rss;
 709         long *cp_time;
 710
 711         td = curthread;
 712         p = td->td_proc;
 713
 714         cp_time = (long *)PCPU_PTR(cp_time);
 715         if (usermode) {
 716                 /*
 717                  * Charge the time as appropriate.
 718                  */
 719                 td->td_uticks += cnt;
 720                 if (p->p_nice > NZERO)
 721                         cp_time[CP_NICE] += cnt;
 722                 else
 723                         cp_time[CP_USER] += cnt;
 724         } else {
 725                 /*
 726                  * Came from kernel mode, so we were:
 727                  * - handling an interrupt,
 728                  * - doing syscall or trap work on behalf of the current
 729                  *   user process, or
 730                  * - spinning in the idle loop.
 731                  * Whichever it is, charge the time as appropriate.
 732                  * Note that we charge interrupts to the current process,
 733                  * regardless of whether they are ``for'' that process,
 734                  * so that we know how much of its real time was spent
 735                  * in ``non-process'' (i.e., interrupt) work.
 736                  */
 737                 if ((td->td_pflags & TDP_ITHREAD) ||
 738                     td->td_intr_nesting_level >= 2) {
 739                         td->td_iticks += cnt;
 740                         cp_time[CP_INTR] += cnt;
 741                 } else {
 742                         td->td_pticks += cnt;
 743                         td->td_sticks += cnt;
 744                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(td))
 745                                 cp_time[CP_SYS] += cnt;
 746                         else
 747                                 cp_time[CP_IDLE] += cnt;
 748                 }
 749         }
 750
 751         /* Update resource usage integrals and maximums. */
 752         MPASS(p->p_vmspace != NULL);
 753         vm = p->p_vmspace;
 754         ru = &td->td_ru;
 755         ru->ru_ixrss += pgtok(vm->vm_tsize) * cnt;
 756         ru->ru_idrss += pgtok(vm->vm_dsize) * cnt;
 757         ru->ru_isrss += pgtok(vm->vm_ssize) * cnt;
 758         rss = pgtok(vmspace_resident_count(vm));
 759         if (ru->ru_maxrss < rss)
 760                 ru->ru_maxrss = rss;
 761         KTR_POINT2(KTR_SCHED, "thread", sched_tdname(td), "statclock",
 762             "prio:%d", td->td_priority, "stathz:%d", (stathz)?stathz:hz);
 763         SDT_PROBE2(sched, , , tick, td, td->td_proc);
 764         thread_lock_flags(td, MTX_QUIET);
 765         for ( ; cnt > 0; cnt--)
 766                 sched_clock(td);
 767         thread_unlock(td);
 768 #ifdef HWPMC_HOOKS
 769         if (td->td_intr_frame != NULL)
 770                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, stat, td->td_intr_frame);
 771 #endif
 772 }
 773
 774 void
 775 profclock(int usermode, uintfptr_t pc)
 776 {
 777
 778         profclock_cnt(1, usermode, pc);
 779 }
 780
 781 void
 782 profclock_cnt(int cnt, int usermode, uintfptr_t pc)
 783 {
 784         struct thread *td;
 785 #ifdef GPROF
 786         struct gmonparam *g;
 787         uintfptr_t i;
 788 #endif
 789
 790         td = curthread;
 791         if (usermode) {
 792                 /*
 793                  * Came from user mode; CPU was in user state.
 794                  * If this process is being profiled, record the tick.
 795                  * if there is no related user location yet, don't
 796                  * bother trying to count it.
 797                  */
 798                 if (td->td_proc->p_flag & P_PROFIL)
 799                         addupc_intr(td, pc, cnt);
 800         }
 801 #ifdef GPROF
 802         else {
 803                 /*
 804                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
 805                  */
 806                 g = &_gmonparam;
 807                 if (g->state == GMON_PROF_ON && pc >= g->lowpc) {
 808                         i = PC_TO_I(g, pc);
 809                         if (i < g->textsize) {
 810                                 KCOUNT(g, i) += cnt;
 811                         }
 812                 }
 813         }
 814 #endif
 815 #ifdef HWPMC_HOOKS
 816         if (td->td_intr_frame != NULL)
 817                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , clock, prof, td->td_intr_frame);
 818 #endif
 819 }
 820
 821 /*
 822  * Return information about system clocks.
 823  */
 824 static int
 825 sysctl_kern_clockrate(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 826 {
 827         struct clockinfo clkinfo;
 828         /*
 829          * Construct clockinfo structure.
 830          */
 831         bzero(&clkinfo, sizeof(clkinfo));
 832         clkinfo.hz = hz;
 833         clkinfo.tick = tick;
 834         clkinfo.profhz = profhz;
 835         clkinfo.stathz = stathz ? stathz : hz;
 836         return (sysctl_handle_opaque(oidp, &clkinfo, sizeof clkinfo, req));
 837 }
 838
 839 SYSCTL_PROC(_kern, KERN_CLOCKRATE, clockrate,
 840         CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD|CTLFLAG_MPSAFE,
 841         0, 0, sysctl_kern_clockrate, "S,clockinfo",
 842         "Rate and period of various kernel clocks");
 843
 844 static void
 845 watchdog_config(void *unused __unused, u_int cmd, int *error)
 846 {
 847         u_int u;
 848
 849         u = cmd & WD_INTERVAL;
 850         if (u >= WD_TO_1SEC) {
 851                 watchdog_ticks = (1 << (u - WD_TO_1SEC)) * hz;
 852                 watchdog_enabled = 1;
 853                 *error = 0;
 854         } else {
 855                 watchdog_enabled = 0;
 856         }
 857 }
 858
 859 /*
 860  * Handle a watchdog timeout by dumping interrupt information and
 861  * then either dropping to DDB or panicking.
 862  */
 863 static void
 864 watchdog_fire(void)
 865 {
 866         int nintr;
 867         uint64_t inttotal;
 868         u_long *curintr;
 869         char *curname;
 870
 871         curintr = intrcnt;
 872         curname = intrnames;
 873         inttotal = 0;
 874         nintr = sintrcnt / sizeof(u_long);
 875
 876         printf("interrupt                   total\n");
 877         while (--nintr >= 0) {
 878                 if (*curintr)
 879                         printf("%-12s %20lu\n", curname, *curintr);
 880                 curname += strlen(curname) + 1;
 881                 inttotal += *curintr++;
 882         }
 883         printf("Total        %20ju\n", (uintmax_t)inttotal);
 884
 885 #if defined(KDB) && !defined(KDB_UNATTENDED)
 886         kdb_backtrace();
 887         kdb_enter(KDB_WHY_WATCHDOG, "watchdog timeout");
 888 #else
 889         panic("watchdog timeout");
 890 #endif
 891 }